組織工程角膜動態(tài)培養(yǎng)及透明度檢測儀器開發(fā)與實驗論證.pdf

1、利用組織工程技術(shù)在體外構(gòu)建培養(yǎng)角膜組織來解決角膜供體問題，為廣大角膜盲患者的復(fù)明帶來了希望。但是，目前大多數(shù)組織工程角膜都是采用靜態(tài)培養(yǎng)的方式，通過手工塑形，人工培養(yǎng)操作，導(dǎo)致培養(yǎng)出來的角膜組織很多時候存在著形態(tài)不規(guī)范，透明度差，批次之間的質(zhì)量難以控制等一系列問題。近幾年，研究發(fā)現(xiàn)力學(xué)刺激在組織工程學(xué)、生物學(xué)、形態(tài)學(xué)等方面發(fā)揮著極其重要的作用，構(gòu)建良好力學(xué)環(huán)境對大多數(shù)體內(nèi)器官、組織的生長都有著很大的影響。同時考慮到培養(yǎng)出來的角膜組織透明

2、度的好壞是決定角膜是否培養(yǎng)成功的最關(guān)鍵因素之一，而目前臨床與實驗針對角膜透明度通常采用主觀判斷為主，無法用數(shù)據(jù)客觀評價。
　　因此，本文開發(fā)一套組織工程角膜體外動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)及透明度檢測儀器，能夠模擬體內(nèi)角膜的力學(xué)環(huán)境，構(gòu)建理想的角膜培養(yǎng)微環(huán)境，同時用透明度檢測裝置檢測組織工程角膜的透明度值，提供更加客觀的評價標(biāo)準:
　　(1)根據(jù)透明度光學(xué)的基本原理，以虛擬儀器為開發(fā)平臺，采用計算機，數(shù)據(jù)采集卡、照度傳感器等器件，確定組織工

3、程角膜透明度檢測的測量方法，完成組織工程角膜透明度檢測儀器的開發(fā)，同時使用紅色激光或者普通LED可見光作為光源，針對有機玻璃、普通浮法玻璃、隱形眼鏡和豬角膜的測量計算，確定組織工程角膜透明度測量儀的系統(tǒng)誤差修正值為0.0094，精度誤差為0.6-1.0％，滿足測量要求。采用紅色激光光源測量的角膜透明度比普通LED可見光測得的值有細微不同；但是對于確定的光源，該儀器不影響被測組織工程角膜透明度的優(yōu)劣評判；更換不同波長光源，可以獲得該種波長

4、情況下角膜透明度的精確值。
　　(2)實現(xiàn)組織工程角膜動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)由角膜反應(yīng)器和控制系統(tǒng)兩大部分組成，利用 ANSYS對角膜模型進行有限元的力學(xué)分析，合理設(shè)計生物培養(yǎng)系統(tǒng)的力學(xué)環(huán)境，確定了角膜反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以將角膜種子細胞-生物可降解載體支架放入處于無菌CO2培養(yǎng)箱內(nèi)部的角膜反應(yīng)器中，通過調(diào)控反應(yīng)器的壓力大小、電機轉(zhuǎn)動和培養(yǎng)液灌流等方式來實現(xiàn)動態(tài)培養(yǎng)。通過對脫細胞豬角膜基質(zhì)的動靜態(tài)實驗對比，經(jīng)倒置顯微鏡、透明度檢測